Grafen türevleri içeren bakteriyel selüloz nanofiber kompozitlerin hazırlanması, sensör ve metal giderim uygulamaları
Preparation of bacterial cellulose nanofiber composites containing graphene derivatives for sensing and metal removal applications
- Tez No: 739022
- Danışmanlar: PROF. DR. HALUK BİNGÖL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemistry, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Necmettin Erbakan Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 149
Özet
Bu tezde, grafen oksit ve fonksiyonlandırılmış grafen oksit bir biyopolimerik matris (bakteriyel selüloz) içine dahil edilerek çeşitli grafen oksit bazlı kompozit malzemeler hazırlanmıştır. Sentezlenen nanomalzemeler Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR), Raman spektroskopisi, termal gravimetrik analiz (TGA), X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS), geçirimli elektron mikroskobu (TEM), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ile karakterize edilmiştir. Hazırlanan kompozit nanomalzemeler için gaz algılama ve krom iyonu adsorpsiyonunda iki olası uygulama araştırılmıştır. İlk olarak, geniş yüzey alanı, elektriksel özellikleri ve mekanik kararlılıkları ile bilinen grafen türevlerinin uzaydaki dağılımını optimize etmek üzere bakteriyel selüloz matrisle kompozit edilmiş grafen membranın CO2, O2, etanol ve aseton ortamlarındaki gaz sensör performansları araştırılmıştır. Malzemelerin elektrik özellikleri ve dinamik gaz sensör ölçümleri sonucunda %20 grafen oksit katkılı kompozitin optimum hassasiyet, cevap ve toparlanma süreleri sunduğu tespit edilmiştir. Gaz sensör performanslarında grafen iskelet yüzeyindeki fonksiyonel gruplar etkili olup, özellikle polar ve hidrojen bağ imkânı sunan gazlara karşı kompozitlerin daha duyarlı olduğu tespit edilmiştir. Böylece etanol ve aseton gazlarının malzeme yüzeyinde farklı bölgelerde adsorbe olduğu ortaya konmuştur. Daha sonra, altı değerlikli kromun giderilmesinde fonksyonlandırılmış grafen oksit bazlı malzemeler kullanılmıştır. Cr(VI) adsorpsiyonunun optimal koşulları araştırmak için farklı deneysel şartlar sürekli ve kesikli yöntemler altında yapılmıştır. Daha sonra, kompozit malzemenin giderim yeteneklerini daha fazla araştırmak için tek kullanımlık şırıngalar kullanılarak bir kullanım noktası sistemi tasarlanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, various graphene oxide based composite materials were prepared by incorporating bare graphene oxide and functionalized graphene oxide into a bio polymeric matrix (bacterial cellulose). The synthesized materials were characterized by Fourier transformed infrared spectroscopy (FT-IR), Raman spectroscopy, thermal gravimetric analysis (TGA), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), transmission electron microscopy (TEM), Scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). Two possible applications for the prepared nanomaterials in gas sensing and chromium filtration were explored. Firstly, in the present study, graphene composite derivatives known for their large surface area, electrical properties and mechanical stability, were combined in a bacterial cellulose matrix composite to optimize their distribution in space and to investigate their gas sensor performance in CO2, O2, ethanol and acetone environments. Thanks to the electrical properties and dynamic gas sensor measurements, it was determined that the composite with 20% graphene oxide offers optimum sensitivity, response and recovery times. Gas sensor performances are largely affected by the functional groups on the graphene surface. Composites are mostly sensitive to polar gases offering the possibility to make hydrogen bonds. It was shown that ethanol and acetone gases are adsorbed in different regions on the composite surface. Afterwards, the functionalized graphene oxide based materials were used in the removal of hexavalent chromium Cr(VI). Batch experiments as well as experiments in a continous system were conducted to investigate the optimal conditions for the adsorption of Cr(VI). A point of use system was then designed using disposable syringes in order to further explore the removal abilities of the composite material.
Benzer Tezler
- Nanocomposite scaffolds containing metal nanoparticles
Metal nanotanecik içeren nanokompozit yapı iskeleleri
AYŞEN AKTÜRK
Doktora
İngilizce
2020
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- The development of multifunctional nanoplatforms for targeted dual drug delivery
Hedefli, ikili ilaç taşıma sistemleri için fonksiyonel nano-platformların geliştirilmesi
ERHAN DEMİREL
Doktora
İngilizce
2022
Biyomühendislikİstanbul Medipol ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASEMİN YÜKSEL DURMAZ
- Investigation of capacitive behaviour of emulsion polymerized pedot and its nanocomposites
Emülsiyon polimerizasyonu ile sentezlenen pedot ve nanokompozitlerinin kapasitif özelliklerinin incelenmesi
DENİZ GÜLERCAN
Doktora
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- Bor içeren poliokzometalat fonksiyonlaştırılmış grafen kuantum noktacıklarının sentezi ve lityum iyon pillerde anot malzeme olarak kullanımı
Synthesis of boron containing new polyoxometalate functionalized graphen quantum dots and their use as anode material for lithium-ion batteries
ÖZGÜR HOR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECİP ATAR
- Graphene oxide/calcium titanate composite preparation for humidity sensing by quartz crystal microbalance
Kuvars kristal mikrobalans ile nem tayinine yönelik grafen oksit/kalsiyum titanat kompozitlerin üretimi
ZEYNEP DEMİRTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ